一种分离槽横向双扩散功率器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种分离槽横向双扩散功率器件及其制造方法，属于基本电气元件的技术领域。该器件包括从下至上依次叠设的半导体衬底和有源区；有源区包括半导体漏区、半导体漂移区和半导体阱区，半导体阱区包含半导体源区和半导体体接触区；在半导体漂移区及栅极区域有源区刻蚀出分离槽及栅极凹槽，分离槽和栅极凹槽底部及四周填充高介电常数介质材料，随后使用二氧化硅将分离槽填满，分离槽及栅极凹槽的刻蚀、淀积均可同时进行；分离槽结构的漂移区纵向拓展电流传导区域并增加高介电常数介质调制面积，有效提高漂移区掺杂浓度；使用高介电常数介质材料制备的槽型栅MIS电容增大，电子积累层密度增大，在保证耐压不变的情况下降低器件导通电阻。低器件导通电阻。低器件导通电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种分离槽横向双扩散功率器件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体功率器件技术，尤其是公开一种分离槽横向双扩散功率器件及其制造方法，属于基本电气元件的


技术介绍

[0002]功率半导体器件是功率集成电路的核心部件，横向功率器件因具有体积小、易集成、击穿电压大、导通电阻低、增益高、转换性能优越、工艺兼容好等众多优点，被广泛应用于射频基站、汽车电子及智能家具中。横向功率器件在提高击穿电压的同时往往伴随着比导通电阻的增大，这一矛盾关系是限制其在高压、大电流领域应用的关键因素。
[0003]为了缓解击穿电压和比导通电阻之间的矛盾关系，降低表面电场技术、超结技术、高K介质技术被广泛应用。除此之外，沟槽技术也被众多研究者所关注，并在缓解“硅极限”的问题上取得了显著的有益效果。槽型器件一般在有源区整体刻蚀凹槽，在凹槽内填充各种介质，折叠漂移区使电流传导区域在纵向得到拓展，但现有槽型器件未能充分挖掘凹槽及凹槽内介质在漂移区中调制效果的潜能；此外，带有栅极凹槽的槽型器件因其栅极凹槽深度与漂移区凹槽深度不一致在工艺实现上比较复杂。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分离槽横向双扩散功率器件，其特征在于，包括：从下至上依次叠设的半导体衬底和有源区，栅极区域的有源区内形成有栅极凹槽，半导体阱区与漏极区域之间的有源区内形成具有至少两个条状导电体的半导体漂移区，所述至少两个条状导电体之间的凹槽形成分离槽结构，所述栅极凹槽的深度与分离槽结构的深度一致，所述半导体阱区中形成有半导体体接触区及半导体源区，所述漏极区域中形成有半导体漏区，所述分离槽结构的底部及四周、栅极凹槽的底部及四周淀积有高介电常数介质材料的第一介质层，分离槽结构中高介电常数介质材料的沉积厚度与栅极凹槽中高介电常数介质材料的沉积厚度相同，沉积在分离槽结构中凹槽的第一介质层中沉积有绝缘材料的第二介质层，金属沉积于栅极凹槽底部及四周的第一介质层的表面、半导体源区和半导体体接触区的顶部、半导体漏区顶部形成栅极电极、源极电极和漏极电极。2.根据权利要求1所述一种分离槽横向双扩散功率器件，其特征在于，所述有源区由硅或宽禁带半导体材料制备而成，所述宽禁带半导体材料为碳化硅或氮化镓或氧化镓。3.根据权利要求1所述一种分离槽横向双扩散功率器件，其特征在于，所述分离槽结构中包含3至5个凹槽，每个凹槽的宽度均相同且均为a，每个凹槽之间的宽度也相同且均为b，且a、b均为1 至 5微米，a : b = （5、4、3、2）: 1或1 :（1、2、3、4、5）。4.根据权利要求1所述一种分离槽横向双扩散功率器件，其特征在于，所述第一介质层的厚度为0.1 至 0.5微米。5.根据权利要求1所述一种分离槽横向双扩散功率器件，其特征在于，所述绝缘材料的第二介质层为二氧化硅材料的第二介质层。6.根据权利要求1所述一种分离槽横向双扩散功率器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，在半导体衬底上外延第一导电类型掺杂半导体，形成有源区；步骤2，刻蚀栅极区域的有源区、半导体阱区与漏极区域之间的有源区，并控制栅极区域有源区的刻蚀深度和半导体阱区与漏极区域之间有源区域的刻蚀深度一致，在半导体阱区与漏极区域之间的有源区形成具有至少两个条状导电体的半导体漂移区，至少两个条状导电体之间的凹槽形成横向分离槽结构，在栅极区域的有源区形成纵向栅极凹槽；步骤3，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚佳飞，许天赐，郭宇锋，刘鑫，孙铭顺，李曼，张珺，陈静，蔡志匡，张茂林，
申请(专利权)人：南京邮电大学南通研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：